实验 36 磺基水杨酸合铁（ Ⅲ ）配合物的组成及稳定常数的测定

1. 实验36 磺基水杨酸合铁（Ⅲ）配合物的组成及稳定常数的测定 • 36.1 实验目的 • （1）初步了解分光光度法测定溶液中配合物的组成和稳 • 定常数的原理和方法。 • （2）学习有关实验数据的处理方法。 • （3）练习使用分光光度计。

2. 36.2 实验原理  磺基水杨酸 与Fe3+形成的配合物的组成和 颜色因pH不同而异。当溶液的pH<4时，形成紫红色的配合物；pH在4～10间生成红色的配合物；pH在10左右时，生成黄色配合物。 本实验用等物质的量系列法测定pH=2时磺基水杨酸与Fe3+形成的配合物的组成和稳定常数。

3. 等物质的量系列法就是保持每份溶液中金属离子的浓度（cM）与配体的浓度（cR）之和不变（即总的物质的量不变）的前提下，改变这两种溶液的相对量，配制一系列溶液并测定每份溶液的吸光度。若以不同的物质的量比 与对应的吸光度A作图得物质的量比－吸光度曲线，曲线上与吸光度极大值相对应的物质的量比就是该有色配合物中金属离子与配体的组成之比。

4. A1A2 0.5 cM/c M:R=1:1 图36-1表示一个典型 的低稳定性的配合物MR的物质的量比与吸光度曲线，将两边直线部分延长相交于B，B点位于50%处，即金属离子与配体的物质的量比为1:1。 B E F 图36-1 物质的量比－吸光度曲线

5. 从图34-1可见，当完全以MR形式存在时，在B点MR的浓度最大，对应的吸光度为A1，但由于配合物一部分离解，实验测得的最大吸光度对应于E点的A2。 若配合物的解离度为α，则： 1:1型配合物的稳定常数 可由下列平衡关系导出： M + R MR 起始浓度 0 0 c 平衡浓度 αc αc c(1-α) 式中c是溶液内MR的起始浓度，即当 时， 其值相当于溶液中金属离子或配位体的起始浓度的一半。

6. 36.3 实验步骤  1. 配制0.0100 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2和0.0100 mol·L-1磺基水杨酸溶液各100mL从NH4Fe(SO4)2和磺基水杨酸的储备液中，取出所需体积的溶液，分别置于两只100mL容量瓶中，配制成所需浓度的溶液，并使其pH均为2（在稀释接近标线时，查其pH，若pH偏离2，可通过滴加1滴浓H2SO4或6mol·L-1NaOH溶液于该容量瓶中即可）。

7. 2. 配制系列溶液 依下表所示溶液体积，依次在11只25mL烧杯中混合配制好等物质的量系列溶液。 3.测定等物质的量系列溶液的吸光度 用722型分光光度计，在λ=500nm，b=1cm的比色皿条件下，以蒸馏水为空白，测定一系列混合物溶液的吸光度A，并记录于表中。

8. 36.4 注意事项  （1）本实验是测定pH=2时磺基水杨酸与Fe3+形成的配合 物的组成和稳定常数，应注意控制溶液的pH为2。 （2）NH4Fe(SO4)2溶液体积和磺基水杨酸溶液体积必须 准确量取，否则影响实验结果。 。

9. 36.5 问题讨论  （1）若入射光不是单色光，能否准确测出配合物的组成与稳定常数？ （2）用等物质的量系列法测定配合物组成时，为什么溶液中金属离子的物质的量与配位体的物质的量之比正好与配合物组成相同时，配合物的浓度最大？ （3）本实验中，为何能用体积比（ ）代替物质的量的比为横坐标作图？

10. 36.6 参考答案 （1）若入射光不是单色光，能否准确测出配合物的组成与稳定常数？ 答：若入射光不是单色光，则不能准确测出配合物的组成与稳定常数。这是因为非单色光作为入射光，会导致朗伯—比耳定律的偏离。

11. （2）用等物质的量系列法测定配合物组成时，为什么溶液中金属离子的物质的量与配位体的物质的量之比正好与配合物组成相同时，配合物的浓度最大？ 答：用等物质的量系列法测定配合物组成时，在实验过程配制的系列溶液中，有一些溶液的金属离子是过量的，而另一些溶液的配体是过量的，在这两部分溶液中，配合物的浓度都不可能达到最大值，只有当溶液中金属离子的物质的量与配位体的物质的量之比正好与配合物组成相同时，配合物的浓度才能最大。此时，溶液的吸光度也最大。

12. （3）本实验中，为何能用体积比（ ）代替物质的量的比为横坐标作图？ 答：本实验中，所用的NH4Fe(SO4)2溶液和磺基水杨酸溶液的浓度相同，均为0.0100 mol·L-1，此时物质的量的比与体积比相等，故可用体积比（ ）代替物质的量的比为横坐标作图。